一種立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，用于輔助將具有石英保護(hù)套的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶從反應(yīng)腔室底部工藝門的測(cè)量孔中垂直插入，其包括導(dǎo)向空心圓柱和導(dǎo)向空心圓柱座體；導(dǎo)向空心圓柱的內(nèi)環(huán)直徑大于石英保護(hù)套的外徑，其高度小于恒溫區(qū)測(cè)量熱偶的最低軸向測(cè)量點(diǎn)；導(dǎo)向空心圓柱座體與導(dǎo)向空心圓柱一端外側(cè)壁垂直固接；其中，在拉溫過程開始前/后，導(dǎo)向空心圓柱從反應(yīng)腔室底部工藝門的測(cè)量孔中插入/卸除，以及，導(dǎo)向空心圓柱座體通過第一連接結(jié)構(gòu)可拆卸地固設(shè)在位于反應(yīng)腔室底部的工藝門上。因此，本發(fā)明能精確地從反應(yīng)腔室的底部垂直插入，滿足恒溫區(qū)測(cè)量裝置熱偶安裝的精度要求，從而避免了因安裝誤差引起的熱偶保護(hù)罩與爐體內(nèi)壁或硅片發(fā)生接觸的情況。
【專利說明】一種立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及加工制造領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于半導(dǎo)體熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量裝置中熱偶的安裝固定結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在立式熱處理設(shè)備中，例如，立式擴(kuò)散/氧化爐，是集成電路生產(chǎn)線前工序的重要工藝設(shè)備之一，其主要用于硅片工藝中的擴(kuò)散、退火、合金、氧化、薄膜生長等工藝。
[0003]請(qǐng)參閱圖1，為現(xiàn)有技術(shù)中立式熱處理設(shè)備采用恒溫區(qū)測(cè)量熱偶在拉溫過程中一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，立式擴(kuò)散/氧化爐設(shè)備I的硬件結(jié)構(gòu)包括爐體(heater)、反應(yīng)腔室(reactor)和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)需進(jìn)行擴(kuò)散/氧化工藝時(shí)，載有娃片的晶舟以一定的速度由運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)送入處在保溫狀態(tài)下的反應(yīng)腔室中，設(shè)備進(jìn)入工藝階段。硅片定位后，爐體開始升溫進(jìn)行工藝。以氧化工藝為例，氧化工藝需要控制適量的工藝氣體進(jìn)入反應(yīng)腔室內(nèi)，并在特定溫度下進(jìn)行硅片表面的氧化反應(yīng)。氧化過程完成后，爐體降溫至待機(jī)溫度，硅片由運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)移出反應(yīng)室，整個(gè)工藝過程完成。
[0004]從上述工藝過程可以看出，反應(yīng)腔室的溫度控制貫穿于整個(gè)工藝過程，其控制精度的優(yōu)良，直接決定工藝產(chǎn)品的優(yōu)良率；而恒溫區(qū)測(cè)量裝置是半導(dǎo)體熱處理設(shè)備進(jìn)行工藝溫度精度的必不可少的測(cè)量工具。
[0005]目前，為保證加熱均勻，爐體中會(huì)分多個(gè)恒溫區(qū)進(jìn)行分段控制，每段爐體中均固定配置有兩組熱電偶，一組位于反應(yīng)腔室內(nèi)稱之為Profile熱電偶11，其測(cè)得的溫度較接近硅片本身的溫度；另一組則靠近加熱元件稱為Spike熱電偶12，其測(cè)得的溫度較接近加熱元件本身的溫度。
[0006]本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，半導(dǎo)體熱處理設(shè)備在若干次工藝過程后，通常就需要進(jìn)行一次恒溫區(qū)測(cè)量校準(zhǔn)，即拉溫校準(zhǔn)。拉溫恒溫區(qū)測(cè)量裝置包括至少一根其長度貫穿多個(gè)溫區(qū)的熱電偶，該熱電偶由石英套管保護(hù)套。工作時(shí)，帶有石英套管保護(hù)套的熱電偶，從反應(yīng)腔室的底部垂直插入，如圖1箭頭A所示方向。
[0007]因此，如何能快速精確安裝恒溫區(qū)測(cè)量熱偶從反應(yīng)腔室的底部垂直插入，縮短恒溫區(qū)測(cè)量的時(shí)間，從而能提高設(shè)備產(chǎn)能，有一重要因數(shù)取決于熱偶安裝定位的精準(zhǔn)性、快速性和牢固性。然而，目前所采用的熱偶安裝定位方法，主要是依賴于操作人員的安裝經(jīng)驗(yàn)，既不能迅速安全地安裝，也不便于無經(jīng)驗(yàn)的操作者使用。在安裝過程中存在的安裝誤差，如果不能及時(shí)消除，將導(dǎo)致該恒溫區(qū)測(cè)量裝置乃至熱處理設(shè)備的部件損毀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，使其能精確地從反應(yīng)腔室的底部垂直插入，滿足恒溫區(qū)測(cè)量裝置熱偶安裝的精度要求，從而避免了因安裝誤差引起的熱偶保護(hù)罩與爐體內(nèi)壁或硅片發(fā)生接觸的情況。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:[0010]一種立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，用于輔助將具有石英保護(hù)套的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶從反應(yīng)腔室底部工藝門的測(cè)量孔中垂直插入，包括導(dǎo)向空心圓柱和導(dǎo)向空心圓柱座體；導(dǎo)向空心圓柱的內(nèi)環(huán)直徑大于所述石英保護(hù)套的外徑，其外徑小于所述測(cè)量孔的內(nèi)經(jīng)，其高度小于所述恒溫區(qū)測(cè)量熱偶的最低軸向測(cè)量點(diǎn)；導(dǎo)向空心圓柱座體與所述導(dǎo)向空心圓柱一端外側(cè)壁垂直固接；其中，在拉溫過程開始前/后，所述導(dǎo)向空心圓柱從所述反應(yīng)腔室底部工藝門的測(cè)量孔中插入/卸除，以及，所述導(dǎo)向空心圓柱座體通過連接結(jié)構(gòu)可拆卸地固設(shè)在位于所述反應(yīng)腔室底部的工藝門上。
[0011]優(yōu)選地，所述反應(yīng)腔室底部工藝門的測(cè)量孔在拉溫過程結(jié)束后，由法蘭片遮擋，所述法蘭片通過連接結(jié)構(gòu)固定在所述反應(yīng)腔室底部的工藝門上；在進(jìn)行拉溫過程時(shí)，所述法蘭片從所述工藝門上卸下。
[0012]優(yōu)選地，所述導(dǎo)向空心圓柱座體固設(shè)在位于所述反應(yīng)腔室底部工藝門上的連接結(jié)構(gòu)與所述法蘭片固定在反應(yīng)腔室底部工藝門上的連接結(jié)構(gòu)相同。
[0013]優(yōu)選地，所述導(dǎo)向空心圓柱座體的形狀為與導(dǎo)向空心圓柱一體形成的環(huán)形裙邊。
[0014]優(yōu)選地，所述連接結(jié)構(gòu)具有多個(gè)分布在所述導(dǎo)向空心圓柱座體上通孔，所述導(dǎo)向空心圓柱座體通過穿過所述通孔的螺接結(jié)構(gòu)固接在所述工藝門上。
[0015]優(yōu)選地，所述通孔為4個(gè)，該些通孔為以所述工藝門測(cè)量孔為軸心環(huán)形均勻分布在導(dǎo)向空心圓柱座體上。
[0016]優(yōu)選地，所述導(dǎo)向空心圓柱座體與導(dǎo)向空心圓柱的材料為金屬或陶瓷。
[0017]優(yōu)選地，所述導(dǎo)向空心圓柱座體與導(dǎo)向空心圓柱的材料為不銹鋼。
[0018]優(yōu)選地，所述導(dǎo)向空心圓柱的高度小于100毫米。
[0019]優(yōu)選地，所述導(dǎo)向空心圓柱具有鏤空?qǐng)D案。
[0020]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的裝置能滿足恒溫區(qū)測(cè)量裝置熱偶安裝的精度要求，在調(diào)節(jié)恒溫區(qū)測(cè)量裝置的位置與高度的同時(shí)還能夠保證熱偶保護(hù)外罩與爐體內(nèi)壁或硅片保持安全的間距，從而可以避免因安裝誤差引起的熱偶保護(hù)外罩與爐體內(nèi)壁或硅片發(fā)生接觸的情況。另外，該裝置采用傻瓜式的恒溫區(qū)測(cè)量裝置熱偶安裝使用方式，使得拉溫測(cè)試的安裝調(diào)試時(shí)操作更加安全、快捷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中立式熱處理設(shè)備采用恒溫區(qū)測(cè)量熱偶在拉溫過程中一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖2為圖1中本發(fā)明立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置一較佳實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為圖1中本發(fā)明立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置俯視圖；
[0024]圖4為圖1中本發(fā)明立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]需要說明的是，本發(fā)明的一種立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，是用于輔助將具有石英保護(hù)套的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶從反應(yīng)腔室底部工藝門的測(cè)量孔中垂直插入。請(qǐng)結(jié)合圖2再參閱圖1，在本實(shí)施例中，立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，固定安裝在反應(yīng)腔室底部工藝門上的。在進(jìn)行工藝步驟時(shí)，該工藝門是關(guān)上的，卸晶舟時(shí)，該工藝門才打開。工藝門中有一個(gè)可以通孔(即測(cè)試孔)，具有石英保護(hù)套的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶是從該通孔以箭頭A的方向插入到反應(yīng)腔中的。在不需要拉溫測(cè)試時(shí)，該測(cè)試孔通過一個(gè)法蘭片遮蔽，該法蘭片通過螺接結(jié)構(gòu)固定在工藝門上的。
[0027]在本實(shí)施例中，請(qǐng)參閱2，圖2為圖1中本發(fā)明立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置一較佳實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在本發(fā)明恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置一般包括導(dǎo)向空心圓柱I和與導(dǎo)向空心圓柱I 一端外側(cè)壁垂直固接的導(dǎo)向空心圓柱座2，較佳地，導(dǎo)向空心圓柱座體2的形狀為與導(dǎo)向空心圓柱I一體形成的環(huán)形裙邊。
[0028]導(dǎo)向空心圓柱I的外徑同反應(yīng)腔室底部工藝門中的測(cè)量孔相適配，通常略小于其直徑，這樣，導(dǎo)向空心圓柱I可以很順利地插入測(cè)量孔中，導(dǎo)向空心圓柱I的內(nèi)徑與恒溫區(qū)測(cè)量熱偶的外徑相適配，在拉溫過程開始前，恒溫區(qū)測(cè)量熱偶從導(dǎo)向空心圓柱I靠近導(dǎo)向空心圓柱座2的端口，并由導(dǎo)向空心圓柱I引導(dǎo)，沿箭頭A的方向垂直進(jìn)入反應(yīng)腔體。
[0029]一般情況下，導(dǎo)向空心圓柱I的長度小于100毫米。為了從耐高熱的情況考慮，導(dǎo)向空心圓柱I由金屬或陶瓷制成，較佳地由不銹鋼制成，我們知道，金屬或陶瓷會(huì)影響恒溫區(qū)測(cè)量熱偶的測(cè)量效果的，因此，導(dǎo)向空心圓柱I的高度一定要小于恒溫區(qū)測(cè)量熱偶的最低軸向測(cè)量點(diǎn)。
[0030]需要說明的是，導(dǎo)向空心圓柱座體2可以是與導(dǎo)向空心圓柱I由相同的材料制成，也可以與導(dǎo)向空心圓柱I不相同的材料制成，較佳地，也是由耐高溫的材料制成，例如，不銹鋼。并且，導(dǎo)向空心圓柱座體2和導(dǎo)向空心圓柱I還可以一體制造形成，在此不再贅述。
[0031]導(dǎo)向空心圓柱座體2的作用是將從反應(yīng)腔室底部工藝門的測(cè)量孔中垂直插入的導(dǎo)向空心圓柱I可拆卸地固定在反應(yīng)腔室底部工藝門上的?？刹鹦兜毓潭ㄟB接結(jié)構(gòu)均可以使用在本實(shí)施例中，較佳地，可以利用法蘭片的可拆卸地固定連接結(jié)構(gòu)。
[0032]請(qǐng)參閱圖3和圖4，圖3為圖1中本發(fā)明立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置俯視圖；圖4為圖1中本發(fā)明立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置俯視圖。如圖所示，可拆卸地固定連接結(jié)構(gòu)具有4個(gè)分布在導(dǎo)向空心圓柱座體2上通孔，導(dǎo)向空心圓柱座體2通過穿過通孔的螺接結(jié)構(gòu)固接在工藝門上的。較佳地，該些通孔為以工藝門測(cè)量孔為軸心環(huán)形均勻分布在導(dǎo)向空心圓柱座體2上的。其實(shí)，該4個(gè)通孔可以同法蘭片上的安裝通孔數(shù)量和分布位置相同，取下法蘭片，就可以用相同的固定結(jié)構(gòu)安裝導(dǎo)向空心圓柱I 了。在本實(shí)施例中，安裝時(shí)，先取下法蘭片，導(dǎo)向空心圓柱I從測(cè)量孔中插入，導(dǎo)向空心圓柱座體2通過螺接結(jié)構(gòu)可拆卸地固設(shè)在位于反應(yīng)腔室底部的工藝門上；同樣，卸載時(shí)，恒溫區(qū)測(cè)量熱偶在導(dǎo)向空心圓柱I的導(dǎo)引下，垂直拉出反應(yīng)腔，旋松螺接結(jié)構(gòu)，恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置和反應(yīng)腔室底部的工藝門分離，安裝法蘭片遮蔽。在拉溫過程中，恒溫區(qū)測(cè)量熱偶在導(dǎo)向空心圓柱I的導(dǎo)引下，進(jìn)行多點(diǎn)溫度的測(cè)量。
[0033]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種立式熱處理設(shè)備恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，用于輔助將具有石英保護(hù)套的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶從反應(yīng)腔室底部工藝門的測(cè)量孔中垂直插入，其特征在于，包括: 導(dǎo)向空心圓柱，其內(nèi)環(huán)直徑大于所述石英保護(hù)套的外徑，其外徑小于所述測(cè)量孔的內(nèi)經(jīng)，其高度小于所述恒溫區(qū)測(cè)量熱偶的最低軸向測(cè)量點(diǎn)； 導(dǎo)向空心圓柱座體，與所述導(dǎo)向空心圓柱一端外側(cè)壁垂直固接； 其中，在拉溫過程開始前/后，所述導(dǎo)向空心圓柱從所述反應(yīng)腔室底部工藝門的測(cè)量孔中插入/卸除，以及，所述導(dǎo)向空心圓柱座體通過連接結(jié)構(gòu)可拆卸地固設(shè)在位于所述反應(yīng)腔室底部的工藝門上。
2.如權(quán)利要求1所述的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔室底部工藝門的測(cè)量孔在拉溫過程結(jié)束后，由法蘭片遮擋，所述法蘭片通過連接結(jié)構(gòu)固定在所述反應(yīng)腔室底部的工藝門上；需進(jìn)行拉溫過程時(shí)，所述法蘭片從所述工藝門上卸下。
3.如權(quán)利要求1所述的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向空心圓柱座體固設(shè)在位于所述反應(yīng)腔室底部工藝門上的連接結(jié)構(gòu)與所述法蘭片固定在所述反應(yīng)腔室底部工藝門上的連接結(jié)構(gòu)相同。
4.如權(quán)利要求1所述的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向空心圓柱座體的形狀為與導(dǎo)向空心圓柱一體形成的環(huán)形裙邊。
5.如權(quán)利要求1-4任意一個(gè)所述的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，其特征在于，所述連接結(jié)構(gòu)具有多個(gè)分布在所述導(dǎo)向空心圓柱座體上通孔，所述導(dǎo)向空心圓柱座體通過穿過所述通孔的螺接結(jié)構(gòu)固接在所述工藝門上。
6.如權(quán)利要求5所述的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，其特征在于，所述通孔為4個(gè)，該些通孔為以所述工藝門測(cè)量孔為軸心環(huán)形均勻分布在導(dǎo)向空心圓柱座體上。
7.如權(quán)利要求1所述的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向空心圓柱座體與導(dǎo)向空心圓柱的材料為金屬或陶瓷。
8.如權(quán)利要求7所述的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向空心圓柱座體與導(dǎo)向空心圓柱的材料為不銹鋼。
9.如權(quán)利要求1所述的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向空心圓柱的高度小于100毫米。
10.如權(quán)利要求1所述的恒溫區(qū)測(cè)量熱偶定位裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向空心圓柱具有鏤空?qǐng)D案。
【文檔編號(hào)】G01K1/14GK103712710SQ201410010549
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】蘭天, 宋辰龍, 王兵 申請(qǐng)人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司